Венера, какъ наиболѣе яркая и быстро бѣгущая планета, вероятно, прежде всѣхъ другихъ планетъ обратила на себя вниманiе древняго наблюдателя. Въ произведенiяхъ древнихъ классиковъ она извѣстна подъ именами — Юноны, Изиды; Гомеръ ее пазываетъ прекрасной (Каллистосъ), Цицеронъ, какъ и нѣкоторые изъ греческихъ писателей, называетъ ее то вечерней (Весперъ, Гесперосъ), то утренней звездой (Люциферъ, Фосфоросъ). Послѣднiя названiя планеты, сохранившiяся въ народномъ языкѣ и до настоящаго времени, характеризуютъ условiя ея видимости: она можетъ быть видима или утромъ на восточной, или вечеромъ на западной части небосклона, при чемъ время отъ времени бываетъ даже вовсе недоступна для наблюденiй, маскируясь блескомъ солнца. Если наблюдатель, замѣтивъ Венеру, впервые показавшуюся на западѣ по сосѣдству съ только что зашедшимъ солнцемъ, будетъ слѣдить за нею въ теченiе нѣсколькихъ мѣсяцевъ, то безь труда найдетъ, что каждый слѣдующiй закатъ солнца будетъ заставать планету въ бо́льшемъ удаленiи отъ солнца, чѣмъ предыдущiй: Венера отходитъ отъ солнца къ востоку. Когда угловое удаленiе планеты отъ солнца достигаетъ 45°—48°, она останавливается, послѣ чего начинаетъ подходить къ солнцу; черезъ нѣкоторое время скрывается въ его лучахъ, чѣмъ и кончается перiодъ вечернихъ ея наблюденiй. Проходитъ нѣсколько дней — и планета становится уже утреннею звѣздой, упреждая восходъ солнца; теперь угловое разстоянiе ея отъ солнца (западное) также растетъ, пока не достигнетъ той-же наибольшей величины 45°—48°, послѣ чего планета опять начинаетъ подходить къ солнцу. Такимъ образомъ движенiе Венеры относительно солнца въ общемъ напоминаетъ качательное движенiе спутниковъ Юпитера относительной этой планеты (см. кр. астр. вѣсти на январь: «О новомъ спутникѣ Юпитера»).
Нисколько не удивительно, что истинный смыслъ этихъ качательныхъ движенiй какъ Венеры, такъ и другой внутренней планеты — Меркурiя — былъ разгаданъ еще въ древности; такъ, египтяне утверждали, что Венера и Меркурiй движутся вокругъ солнца, что они спутники солнца. Такъ какъ орбита Венеры лежитъ внутри земной орбиты, то Венера будетъ скрыта въ лучахъ солнца въ 2-хъ случаяхъ: 1) когда разность гелiоцентрическихъ долготъ земли и Венеры составляетъ 180°, т. е., когда Венера за солнцемъ (С1, чер. 1), и 2) когда долготы равны между собою, т. е. когда Венера проходитъ между землею и солнцемъ (С2 чер. 1). 1-е положенiе называется верхнимъ соединенiемъ, 2-е — нижнимъ соединенiемъ планеты съ солнцемъ 1). Во всѣхъ другихъ случаяхъ Венера будетъ представляться, вообще говоря, или въ восточномъ или въ западномъ отдаленiи отъ солнца, при чемъ, когда она находится въ лѣвой половинѣ орбиты — лѣвой для наблюдателя обращеннаго лицемъ къ солнцу — она въ перiодѣ вечерней звѣзды, когда въ правой — въ перiодѣ утренней звѣзды (см. чер. 1: С1V1С2 — лѣвая, восточная половина С2V2С1 — правая, западная). Изо всѣхъ точекъ орбиты Венеры для наблюдателя земли будетъ представляться въ наибольшемъ удаленiи отъ солнца только тѣ двѣ, въ которыхъ касаются линiи, проведенныя отъ земли къ орбитѣ Венеры. Значитъ, каждый разъ, когда Венера пробѣгаетъ черезъ одну изъ нихъ, мы и наблюдаемъ ее въ наибольшемъ видимомъ разстоянiи отъ солнца.
Время обращенiя Венеры около солнца составляетъ 224,7 дней; однако, время, въ теченiе котораго планета совершаетъ полное колебанiе относительно солнца (напр., время отъ одного нижняго соединенiя до другаго), значительно больше указаннаго, такъ какъ сама земля идетъ по орбитѣ. Въ сутки среднiй пробѣгъ Венеры по орбитѣ составляетъ 360° / 224,7 = 1°36', среднiй суточный пробѣгъ земли 59', значитъ, въ каждыя сутки разность долготъ Венеры и земли возрастаетъ всего на 1°36'—59', или на 37'. Поэтому разсматриваемое нами относительное движенiе Венеры происходитъ такъ, какъ если бы земля была неподвижна, а Венера пробѣгала въ каждыя сутки 37'; при этихъ условiяхъ, искомое время относительнаго обращенiя Венеры составитъ 360° / 37' т. е. около 584 дней. Очевидно, половину этого срока, или слишкомъ 9 мѣсяцевъ, она находится влѣво отъ солнца и блещетъ вечерней звѣздой, и столько же вправо, блестя утренней звѣздой.
По мѣрѣ движенiя по орбитѣ, Венера проходитъ черезъ рядъ фазъ, а вмѣстѣ съ тѣмъ и видимая величина ея дiаметра меняется: близъ позицiи верхняго соединенiя (С1 чер. 1), она представляется намъ дискомъ около 10'' дiаметра, потомъ по мѣрѣ того, какъ она догоняетъ землю, дiаметръ ея увеличивается, а вмѣстѣ съ тѣмъ появляется ущербъ; близь позицiи нижняго соединенiя (С2 чер. 1) мы видимъ ея дiаметръ иногда даже подъ угломъ въ 62'' (обыкновенно нѣсколько меньше), но за то въ видѣ узкаго серпа. Когда же планета перейдетъ въ западную половину орбиты и начнетъ убѣгать отъ земли, явленiя измѣненiя ея вида повторяются въ обратномъ порядкѣ — ущербъ будетъ ослабѣвать и видимый дiаметръ уменьшаться.
Причина громадныхъ колебанiй видимаго дiаметра Венеры сдѣлается понятною, если вспомнить, что среднее разстоянiе Венеры отъ солнца составляетъ 0,72 разстоянiя отъ земли до солнца; слѣдовательно, при верхнемъ соединенiи планеты ея разстоянiе отъ земли С1Т = 1,72, при нижнемъ С2Т = 1 — 0,72 = 0,28. Отношенiе maximum'а разстоянiя къ mimum'у почти 6, почему, находясь въ точкѣ С1 Венера и является намъ въ 6 разъ меньшею, чѣмъ когда она проходитъ черезъ точку С2.
Измѣненiя величины и фазъ планеты имѣютъ своимъ слѣдствiемъ измѣненiе ея яркости; наибольшую яркость Венера имѣетъ приблизительно мѣсяца за два передъ и послѣ времени нижняго соединенiя (М1 и М2 чер. 1). Въ этомъ положенiи ея дiаметръ около 40'' и освѣщено приблизительно ¼ ея диска.
По вопросу о времени обращенiя планеты около оси даже до сихъ поръ существуютъ два рѣзко отличающихся другъ отъ друга предположенiя: Де Вико опредѣлилъ его въ 23 часа 21 м. 22 сек., а по новѣйшимъ изслѣдованiямъ Скiапарелли оно равно 224,7 дней, т. е. времени обращенiя планеты около солнца, иными словами, Венера обращена постоянно одною и тою же стороною къ солнцу. Хотя большинство наблюдателей и склонны принять 2-е число, какъ наиболѣе согласующееся съ наблюденiями, однако, даже въ новѣйшихъ астрономическихъ таблицахъ рядомъ съ числомъ 224,7 дней, какъ временемъ обращенiя Венеры около оси, мы встрѣчаемъ знакъ сомнѣнiя (?).
Переживаемый нами перiодъ утреннихъ наблюденiй Венеры приближается къ концу: въ непродолжительномъ времени планета, пройдя черезъ позицiю верхняго соединенiя, перейдетъ въ лѣвую (восточную) половину орбиты и будетъ уже блистать, какъ вечерняя звѣзда.
Примѣч. Сказанное о движенiи и измѣненiи вида Венеры справедливо въ общихъ чертахъ по отношенiю и къ другой планетѣ — Меркурiю, орбита котораго расположена внутри орбиты Венеры; среднее разстоянiе отъ солнца 0,4; время обращенiя около солнца 88 дней, а время полнаго колебанiя планеты 106—130 дней, наибольшее видимое удаленiе отъ солнца около 23°.
(Точность астрономическихъ вычисленiй и основанныхъ на нихъ такъ-наз. предсказанiй вошла въ поговорку. Большая часть подобныхъ вычисленiй требуетъ, кромѣ знанiя точныхъ законовъ движенiя небесныхъ тѣлъ, еще значительной математической подготовки.
Для лицъ, не прошедшихъ высшаго курса астрономiи, обыкновенно бываетъ совершенно не понятно, какимъ именно образомъ добываются предсказанiя; поэтому мы время отъ времени будемъ предлагать такiя задачи на вычисленiя, которыя, благодаря нѣкоторымъ, допускаемымъ нами, упрощенiямъ, потребуютъ лишь самыхъ элементарныхъ свѣдѣнiй по математикѣ. Вводимыя упрощенiя хотя и не дадутъ совершенно точнаго результата, но познакомятъ интересующихся со схемою вычисленiй).
Вычислить время ближайшаго верхняго соединенiя Венеры съ солнцемъ, принимая, что Венера и Земля движутся равномѣрно по круговымъ орбитамъ, имѣющимъ общимъ центромъ солнце.
Даны: гелiоцентрическiя долготы 1-го февраля Венеры 278°, Земли 145°; среднее суточное движенiе по долготѣ Венеры 1°36', Земли 59'.
(Рѣшенiе адресовать: Нижнiй-Новгородъ, Нижегородскiй Кружокъ Любителей Физики и Астрономiи).
С. Щ.
1) Замѣтимъ однако что лишь въ рѣдкихъ случаяхъ Венера или покрывается дискомъ солнца, или проходитъ темнымъ пятномъ по солнцу: плоскость ея орбиты составляетъ съ эклиптикою уголъ въ 3°24'. Ближайшее прохожденiе Венеры по диску солнца было въ 1882 году, и будеть опять лишь въ 2004 году.
(назад)